Исследование механизма компрессора
СОДЕРЖАНИЕ: Расчет недостающих размеров и кинематическое исследование механизма, построение плана скоростей для заданного положения. Определение угловых скоростей, планов ускорений, угловых ускорений и сил полезного сопротивления, параметров зубчатого зацепления.МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
РОСИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МГУПС)
Кафедра машиноведения и сертификации
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине
Теория механизмов и машин
МОСКВА
Содержание
1. Расчёт недостающих размеров механизма
2. Кинематическое исследование механизма компрессора
2.1 Построение плана скоростей для заданного 5-го положения
2.2 Определение угловых скоростей
2.3 Определение планов ускорений
2.4 Определение угловых ускорений
2.5 Определение сил полезного сопротивления
2.6 Построение плана сил для группы 2-3
2.7 Построение плана сил для группы 4-5
2.8 Построение плана сил для кривошипа
3. Синтез зубчатого зацепления
3.1 Расчёт основных параметров зубчатого зацепления
Выводы
1. Расчёт недостающих размеров механизма
Задана длина кривошипа 
lАС
=r1
=0,038 задаём ОА=ОС=38
Определяем масштабный коэффициент Кl :
Kl
=
=
(
);
По известному параметру механизма 
=
находим l2
, где =
;
l2
=
=l4
=
(м);
lав
=lас
=
=
(м);
Так как механизм находится в 5 положении, то, деля окружность на 12 частей, т.е. на каждую часть приходится по 30
, задаём нужное положение.
2. Киниматическое исследование механизма компрессора
2.1 Построение плана скоростей для заданного 5-го положения.
,
угловая скорость коленчатого вала
,
где 
мин-1
– частота вращения коленчатого вала.
;
;
Определяем масштабный коэффициент скорости. Для этого выбираем произвольно отрезок PVa , на которой изображаем скорость в точке А.
PVa =80 (мм)
;
Определяем скорость в точке В. Так как шатун АВ совершает сложное плоскопараллельное движение, то скорость любой точки шатуна можно представить состоящую из двух скоростей:
1. Скорость любой точки поступательного движения (Va )
2. Скорость другой точки во вращательной движении относительно точки А. (Vва )
Составим векторное уравнение:
=
+
=
=
;
=
=
;
=
=
=
=
;
Находим 
из отношения:
(мм);
Находим 
из отношения:
(мм);
Находим скорости в точках 
и 
:
;
;
2.2 Определение угловых скоростей
(с-1
);
(с-1
);
2.3 Определение планов ускорений
Определяем ускорение в точке А.
, так как 
, то 
, 
;
Находим масштабный коэффициент ускорения.
;
Уравнения для определения ускорения в точке 
будет следующем.
, где
-нормальное ускорение,
-тангенциальное ускорение;
=
=
;
;
(мм);
=
;
=
;
;
;
=
;
=
;
;
(мм);
;
;
;
; 
;
(мм);
(мм);
(мм);
(мм);
2.4 Определение угловых ускорений
(
);
;
2.5 Определение сил полезного сопротивления
;
(мм); 
(мм);
(м);
;
;
ИНДИКАТОРНАЯ ДИАГРАММА КОМПРЕССОРА.
максимальное ход поршня.
расстояние от поршня до В.М.Т.
давление в поршне.
- максимальное давление воздуха.
Составим таблицу поведения компрессора при всасывании и при нагнетании и по полученным данным строим векторную диаграмму компрессора.
При всасывании:
 |
0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1 |
 |
При нагнетании:
 |
0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1 |
|
; 
;
,
где 
-диаметр цилиндра,
- сила, определяемая из индикаторной диаграммы компрессора для соответствующего положения механизма.
(Н);
2.6 Построение плана сил для группы 2-3.
а) Силы тяжести.
(Н); 
(мм);
(Н); 
(мм);
б) Силы инерции
(Н); 
(мм);
(Н); 
(мм);
;
где - ускорение центра масс, полученное из плана скоростей.
Силы тяжести приложены в центрах масс звеньев. Силы инерции приложены в центре масс и направлены противоположно ускорениям соответствующих центров масс. К звеньям необходимо приложить момент инерции
в) Момент силы инерции.
;
Составим уравнение равновесия на 2-е и 3-е звено:
Мы не можем решить это уравнение, поэтому в нём 3 неизвестных. Для того, чтобы его решить найдём 
из уравнения моментов сил для звена 2 относительно 
(Н);
Получаем что,
(Н);
(Н);
2.7 Построение плана сил для группы 4-5
а) Силы тяжести:
(Н) 
(мм);
б) Силы инерции:
(Н); 
(мм);
(Н); 
(мм);
;
в) Момент силы инерции:
;
Составим уравнение равновесия на 5-е и 4-ое звено:
;
Мы не можем решить это уравнение, поэтому в нём 3 неизвестных. Для того, чтобы его решить найдём 
из уравнения моментов сил для звена 4 относительно 
.
;
(Н);
(Н);
(Н);
2.8 Построение плана сил для кривошипа
; 
; 
Условие равновесия системы:
Найдём уравновешивающий момент.
3. Синтез зубчатого зацепления
3.1 Расчёт основных параметров зубчатого зацепления
Исходные данные: угол профиля 
,угол зацепления 
, коэффициент смещения 
; 
;
; Модуль зацепления 
(мм)
Межосевое расстояние.
(мм);
Делительные диаметры зубчатых колёс.
(мм);
(мм);
Делительное межосевое расстояние.
(мм);
Коэффициент воспринимаемого смещения.
;
Коэффициент уравнительного смещения.
(мм);
Радиус начальной окружности.
(мм);
(мм);
Радиусы вершин зубьев.
(мм);
(мм);
Радиусы впадин.
(мм);
(мм);
Высота зуба.
(мм);
Толщина зубьев по делительной окружности.
(мм);
(мм);
Радиусы основных окружностей.
(мм);
(мм);
Углы профиля в точке на окружности вершин.
;
;
Коэффициент торцевого перекрытия.
.
Выводы
В ходе данной курсовой работы бал исследован механизм компрессора. В ходе кинетостатического исследования были построены планы сил, ускорений и скоростей, определены скорости и ускорения отдельных частей механизма.
Также нами был проведён геометрический синтез зубчатого зацепления, рассчитаны основные параметры зубчатой передачи.